一种车联网中基于位置信息自适应的机会路由方法技术

本发明专利技术公开了一种车联网中基于位置信息自适应的机会路由方法，包括根据消息携带车辆与目的车辆的距离对网络进行分区；根据车辆节点所处不同区域执行相应的路由策略，在机会转发区域，增加消息副本，在贪婪转发区域和受限转发区域，执行最小副本机制来确保消息的转发机会，在此基础上，执行贪婪转发和受限转发，一定程度限制副本的扩散；在选择转发节点时首先选出候选节点，并计算候选节点的优先级，优先转发给高优先级的候选节点。本发明专利技术将网络进行分区，对传输成功概率高，开销小的消息增加转发机会，提高投递率，降低时延；对传输成功概率低，开销大的消息，使用最小副本机制保证一定的转发机会，同时限制其转发机会，避免网络资源的浪费。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车联网通信
，具体涉及一种车联网中基于位置信息自适应的机会路由方法。
技术介绍
车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)是ITS中重要的组成部分，通常由车载单元(on board unit,OBU)和路侧单元(roadside unit,RSU)组成，VANET中支持车车通信(Vehicle to Vehicle,V2V)以及车辆与路边固定基础设施之间的通信(Vehicle to Infrastructure,V2I)，使得智能驾驶、道路状况预告、安全预警、资源共享等服务都可以成为现实。在城市环境下，VANET节点会受到障碍物、道路拓扑、交通规则、时间段等实际条件的影响，使得VANET中节点分布不均，速度不一，且车辆行驶速度较快，网络拓扑结构变化剧烈，长时间处于间歇性连通状态，VANET节点可能很难建立起稳定有效的链路。机会网络(Opportunistic Network)是一种不需要源节点和目的节点之间存在完整路径，利用移动节点的相遇机会实现通信的自组织网络，这与车载自组织网络的特性相符，目前机会网络的研究成果被广泛应用于车载通信，这种依赖于相遇机会进行通信的车载自组织网络称为车载机会网络。路由是车载网络中实现可靠多跳传输的关键，车辆在城市道路中行驶时需要沿着固定的道路行驶，可以利用道路拓扑、节点位置、速度、方向等信息来辅助路由决策已经成为研究热点。车载自组织网络中典型的地理机会路由有GPSR、GPCR、GeOpps和GeoDTN+Nav等。然而，目前已有的基于地理位置信息的机会路由所有节点都是尽最大能力地扩散消息，使得所有消息最大可能的传输到目的节点，并未考虑最大可能转发消息对网络的负面影响。考虑不同消息传输成功率、网络开销的差异，如何在保证一定公平性的基础上，一定程度限制投递成功概率低，网络开销大的消息，将网络资源用于传输最需要的消息，提高网络性能，是我们需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种车联网中基于位置信息自适应的机会路由方法，旨在解决网络投递率低，传输时延和开销大，网络资源效率不高的问题。为实现以上目的，本专利技术采取如下技术方案。一种车联网中基于位置信息自适应的机会路由方法，包括如下步骤：(1)根据消息携带车辆与目的车辆的距离不同，以目的车辆为圆心，Ri为半径，对网络划分为机会转发区域、贪婪转发区域和受限转发区域；(2)消息携带车辆根据所处区域不同，执行相应的路由策略，随着车辆行驶到不同区域，调整路由策略，具体而言，本步骤包括以下子步骤：(2.1)处于机会转发区域的车辆节点，增加网络中消息副本数，从候选节点中，优先转发给优先级最高的中转节点；(2.2)处于贪婪转发区域和受限转发区域的车辆节点首先判断副本数，副本数不足，执行最小副本机制，从候选节点中，优先转发给优先级最高中转节点，保证网络中消息副本数；(2.3)处于贪婪转发区域的车辆节点，维持当前消息副本数，将消息转发给候选节点中优先级最高的中转节点；(2.4)处于受限转发区域的车辆节点，限制消息转发机会；对网络区域划分是以目的车辆为圆心，Ri为车辆节点通信范围R的倍数，将2R半径内区域划分为机会转发区域，将6R半径外区域划分为受限转发区域，中间区域划分为贪婪转发区域；处于机会转发区域时，转发的消息副本数有上限L为32，当目的节点收到消息后广播确认消息，收到确认消息的节点不再转发该消息，并将确认消息记录在数据库中，丢弃后续到达的该消息副本。每次消息转发会记录该消息的转发次数，根据转发次数可以判断网络中该消息的副本数，处于贪婪转发区域和受限转发区域的车辆节点首先判断消息副本数，若副本数不足，则执行最小副本机制，节点转发该消息，保证网络中至少有4个消息副本，避免在贪婪转发区域和受限转发区域中新产生的消息得不到足够的转发机会。首先将所有邻居节点中与目的节点距离正在不断变小的节点标记为候选节点，在候选节点中计算每个节点与目的节点的距离在所有候选节点中所处的水平Si，表达式为： S i = s i z e { D j | D j ≥ D i , D i , D j ∈ D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车联网中基于位置信息自适应的机会路由方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)根据消息携带车辆与目的车辆的距离不同，以目的车辆为圆心，Ri为半径，对网络划分为机会转发区域、贪婪转发区域和受限转发区域；(2)消息携带车辆根据所处区域不同，执行相应的路由策略，随着车辆行驶到不同区域，调整路由策略，具体而言，本步骤包括以下子步骤：(2.1)处于机会转发区域的车辆节点，增加网络中消息副本数，从候选节点中，优先转发给优先级最高的中转节点；(2.2)处于贪婪转发区域和受限转发区域的车辆节点首先判断副本数，副本数不足，执行最小副本机制，从候选节点中，优先转发给优先级最高中转节点，保证网络中消息副本数；(2.3)处于贪婪转发区域的车辆节点，维持当前消息副本数，将消息转发给候选节点中优先级最高的中转节点；(2.4)处于受限转发区域的车辆节点，限制消息转发机会。

【技术特征摘要】
1.一种车联网中基于位置信息自适应的机会路由方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)根据消息携带车辆与目的车辆的距离不同，以目的车辆为圆心，Ri为半径，对网络划分为机会转发区域、贪婪转发区域和受限转发区域；(2)消息携带车辆根据所处区域不同，执行相应的路由策略，随着车辆行驶到不同区域，调整路由策略，具体而言，本步骤包括以下子步骤：(2.1)处于机会转发区域的车辆节点，增加网络中消息副本数，从候选节点中，优先转发给优先级最高的中转节点；(2.2)处于贪婪转发区域和受限转发区域的车辆节点首先判断副本数，副本数不足，执行最小副本机制，从候选节点中，优先转发给优先级最高中转节点，保证网络中消息副本数；(2.3)处于贪婪转发区域的车辆节点，维持当前消息副本数，将消息转发给候选节点中优先级最高的中转节点；(2.4)处于受限转发区域的车辆节点，限制消息转发机会。2.根据权利要求1所述一种车联网中基于位置信息自适应的机会路由方法，其特征在于步骤(1)中：以目的车辆为圆心，Ri为车辆节点通信范围R的倍数，将2R半径内区域划分为机会转发区域，将6R半径外区域划分为受限转发区域，中间区域划分为贪婪转发区域。3.根据权利要求1所述一种车联网中基于位置信息自适应的机会路由方法，其特征在于：处于机会转发区域时，转发的消息副本数有上限L为32，当目的节点收到消息后广播确认消息，收到确认消息的节点不再转发该消息，并将确认消息记录在数据库...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌杰，方冰森，杜佳媛，温清机，朱志晓，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44